CN212645917U - 一种空心电抗器的内部测温装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种空心电抗器的内部测温装置，由无源无线温度传感器、绝缘夹具和信号收发装置构成，包括：无源无线温度传感器，用于测量和发送电抗器内部温度；无源无线温度传感器固定在绝缘夹具上；绝缘夹具固定于空心电抗器风道中；信号收发装置放置于电抗器的下方，与电抗器保持绝缘距离；接收无源无线温度传感器发送的电抗器内部温度，解决现有技术不能对空心电抗器的内部实施可靠的温度监控问题。
Description
技术领域
本申请涉及高电压和传感器技术领域，具体涉及一种空心电抗器的内部测温装置。
背景技术
空心电抗器是一种采用导线绕制成螺线管结构的电感器，是变电站常见设备。空心电抗器常见的故障是绝缘材料裂化，易引起匝间绝缘故障，主要表现就是电抗器局部温升过高。对空心电抗器进行温度在线监测，及时发现故障隐患，对电力系统稳定运行具有重要意义。
空心电抗器一般具有多层螺线管线圈组成，层间一般具有15-30mm的风道进行散热，电抗器内部同时具有强工频磁场和高电场。目前对电抗器实施测温的主要有两种方式：红外线测温和光纤测温。这两种方式都是非电量测温，不受电抗器内部强工频磁场和高电场影响。但这两种方式也有固有缺陷：红外测温只能测量电抗器表面或端部温度，覆盖范围有限，不能对电抗器内部温度进行监控；光纤测温需要大量光纤布线，光纤易折损且在室外环境下寿命有限，且可能带来绝缘隐患，尚未实现成熟应用。所以，如何对空心电抗器的内部实施可靠的温度监控，是亟需解决的问题。
发明内容
本申请提供一种空心电抗器的内部测温装置，解决现有技术不能对空心电抗器的内部实施可靠的温度监控问题。
本申请提供一种空心电抗器的内部测温装置，由无源无线温度传感器、绝缘夹具和信号收发装置构成，包括：
无源无线温度传感器，用于测量和发送电抗器内部温度；无源无线温度传感器固定在绝缘夹具上；
绝缘夹具固定于空心电抗器风道中；
信号收发装置放置于电抗器的下方，与电抗器保持绝缘距离；接收无源无线温度传感器发送的电抗器内部温度。
优选的，所述无源无线温度传感器，至少由取能、传感和射频电路三个功能模块构成，包括：
取能模块，通过取能电路获取能量；
传感模块，通过传感器测量电抗器内部温度；
射频电路，包含天线，用于发送温度信号给信号收发装置。
优选的，所述无源无线温度传感器，仅通过自身取能电路获取能量。
优选的，所述无源无线温度传感器的取能模块的取能方式，包括：温差取能、无线电磁波取能、工频磁场取能。
优选的，所述无源无线温度传感器，不含导磁材料。
优选的，绝缘夹具固定于空心电抗器风道中，包括：
绝缘夹具具有卡扣，通过卡扣固定于空心电抗器风道中。
优选的，绝缘夹具固定于空心电抗器风道中，还包括：
绝缘夹具固定于空心电抗器风道中，无源无线温度传感器不同时与空心电抗器的两个线圈接触，或者不与空心电抗器的任何线圈接触。
优选的，信号收发装置，至少由取能、运算和射频电路三个功能模块构成；
取能模块，通过取能电路获取能量；
运算模块，对传感器发送指令，对采集的数据进行处理和存储；
射频电路，包含天线，用于与传感器通信，及将信号发送到外部。
优选的，所述信号收发装置的取能模块的取能方式，包括：电池、工频磁场取能。
优选的，所述信号收发装置，还用于发送高频电磁波能量，为无源无线温度传感器提供工作用能量。
本申请提供一种空心电抗器的内部测温装置，由无源无线温度传感器、绝缘夹具和信号收发装置构成，无源无线温度传感器用于测量和发送电抗器内部温度，固定在绝缘夹具上，绝缘夹具固定于空心电抗器风道中，信号收发装置放置于电抗器的下方，与电抗器保持绝缘距离，接收无源无线温度传感器发送的电抗器内部温度，解决现有技术不能对空心电抗器的内部实施可靠的温度监控问题。
附图说明
图1是本申请提供的空心电抗器的内部测温装置各部分的安装示意图；
图2是本申请涉及的无源无线温度传感器与绝缘夹具的安装示意图。
附图标记：安装有无源无线温度传感器的绝缘夹具-1，空心电抗器-2，风道-3，绝缘子-4，信号收发装置-5，无源无线温度传感器-6
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。
本申请提供一种空心电抗器的内部测温装置，由无源无线温度传感器、绝缘夹具和信号收发装置构成，如图1所示。
无源无线温度传感器，用于测量和发送电抗器内部温度；无源无线温度传感器固定在绝缘夹具上；
绝缘夹具固定于空心电抗器风道中；
信号收发装置放置于电抗器的下方，与电抗器保持绝缘距离；接收无源无线温度传感器发送的电抗器内部温度。
图1中空心电抗器的每个风道都安装了3个装有无源无线温度传感器的夹具，3个风道共9个绝缘夹具。风道下方与绝缘子底部等电位的位置放置了三个信号收发装置。图1中的标记分别为：安装有无源无线温度传感器的绝缘夹具-1，空心电抗器-2，风道-3，绝缘子-4，信号收发装置-5。
一个或多个无源无线温度传感器可以同时固定在绝缘夹具上，多个无源无线温度传感器最好均匀分布的安装固定，如图2所示。图2中绝缘夹具均匀分布固定安装了5个无源无线温度传感器。图2中的标记分别为：安装有无源无线温度传感器的绝缘夹具-1、无源无线温度传感器-6。
无源无线温度传感器，至少由取能、传感和天线三个功能模块构成，包括：
取能模块，通过取能电路获取能量；
传感模块，通过传感器测量电抗器内部温度；
天线，用于发送温度信号给信号收发装置。
在形式上可以将两个或三个模块集成在一起。比如RFID温度芯片，取能电路和传感电路集成在一个芯片上，取能电路从天线上获取高频电磁波能量，但从原理上仍然具有取能、传感和天线三个功能模块。
无源无线温度传感器，无源无线是指，没有电池和引线，无法与外部电源连接，仅通过自身取能电路获取能量。
无源无线温度传感器的取能模块的取能方式有多种，包括：温差取能、无线电磁波取能、工频磁场取能等。
无源无线温度传感器，不限定传感器类型，可以是温度芯片传感器，测量风道温度，间接反映电抗器温度；也可以是红外微传感器，测量电抗器内部表面温度；也可以是其他类型小型温度传感器。
无源无线温度传感器，不含导磁材料，所以不会产生绝缘故障。
绝缘夹具具有卡扣，通过卡扣固定于空心电抗器风道中。无源无线温度传感器不同时与空心电抗器的两个线圈接触，或者不与空心电抗器的任何线圈接触。不会给空心电抗器造成绝缘隐患。
信号收发装置，至少由取能、运算和射频电路三个功能模块构成；
取能模块，通过取能电路获取能量；
运算模块，对传感器发送指令，对采集的数据进行处理和存储；
射频电路，包含天线，用于与传感器通信，及将信号发送到外部。
信号收发装置的取能模块的取能方式，包括：电池、工频磁场取能等。
信号收发装置，还可以用于发送高频电磁波能量，为无源无线温度传感器提供工作用能量。
再结合图1和图2，本申请提供的一种空心电抗器的内部测温装置的最佳实施例如下。
假定空心电抗器高1m，具有5层线圈，风道宽度为30cm，底部有绝缘子支撑。
采用RFID无源无线温度芯片与天线封装在一起，作为无源无线温度传感器(简称RFID温度标签)，封装尺寸约15mm×15mm×2mm，封装方式为陶瓷封装。绝缘夹具为宽20mm，厚5mm，高度与空心电抗器线圈等高的具有卡扣的环氧条。将3～5个RFID温度标签均匀分布粘贴在环氧条上，并整体涂覆绝缘材料。制作12个粘接有RFID温度标签的环氧条。
将环氧条通过卡扣安装在电抗器的4个风道中，每个风道3个环氧条，沿风道均匀布置。不同风道的环氧条对齐。在风道下方，与绝缘子地电位同一高度的位置，环氧条的下方，放置3个信号收发装置。信号收发装置的天线应足够大，覆盖所有风道。
这三个信号收发装置可以接受信号，同时能够发送高频电磁波能量。发送的高频电磁波能量能够被RFID温度标签的天线获取，通过取能电路使RFID 温度标签正常工作。温度标签正常工作后，将温度信号无线通过天线发送到信号收发装置。这样便实现了空心电抗器内部测温。
无源无线温度传感器，通过固定在绝缘夹具上，整体置入空心电抗器风道中，通过自身取能电路供能，可以测量电抗器风道温度，也可以直接测量电抗器表面温度，并把温度信号通过传感器天线发送到信号收发装置。由于每一个绝缘夹具都是独立的，且便于安装和取出，即便某一个或几个无源无线温度传感器损坏，也很容易更换，从而保证测温装置正常工作。同一风道安装3个以上这样的带无源无线温度传感器的绝缘夹具，彼此温度信息可以相互校验，防止误报的发生。
本申请提供的装置，具有安装、维护简便，可实现空心电抗器内部测温。
容易带来疑问的是，无源无线温度传感器，内部包含取能电路、传感器和天线，这三者都是电子电路，会不会在给空心电抗器造成绝缘隐患，传感器会不会在强工频电磁场下损坏。
首先，本申请涉及的无源无线温度传感器不包含导磁材料。导磁材料在空心电抗器强工频磁场下，会改变电抗器磁场分布，且导磁材料自身会产生强烈振动，长期运行会产生绝缘故障。其次，传感器电子电路只要厚度足够小，即可避免产生较大涡流损耗而自发热。第三，传感器电子电路虽是导体，但不同时与两个线圈接触，或者不与任何线圈接触，由于电抗器两个线圈同一高度的电位基本相同，也不存在绝缘问题。所以，无源无线温度传感器，虽然内部包含电子电路，但不会给空心电抗器造成绝缘隐患，只要做好自身抗电磁干扰设计，也不容易在强工频电磁场下损坏。本申请的测温方式是可行的。
综上，本申请提供一种空心电抗器的内部测温装置，由无源无线温度传感器、绝缘夹具和信号收发装置构成，无源无线温度传感器用于测量和发送电抗器内部温度，固定在绝缘夹具上，绝缘夹具固定于空心电抗器风道中，信号收发装置放置于电抗器的下方，与电抗器保持绝缘距离，接收无源无线温度传感器发送的电抗器内部温度，解决现有技术不能对空心电抗器的内部实施可靠的温度监控问题。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、 CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和 /或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/ 或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种空心电抗器的内部测温装置，由无源无线温度传感器、绝缘夹具和信号收发装置构成，其特征在于，包括：
无源无线温度传感器，用于测量和发送电抗器内部温度；无源无线温度传感器固定在绝缘夹具上；
绝缘夹具固定于空心电抗器风道中；
信号收发装置放置于电抗器的下方，与电抗器保持绝缘距离；接收无源无线温度传感器发送的电抗器内部温度。
2.根据权利要求1所述的内部测温装置，其特征在于，所述无源无线温度传感器，至少由取能、传感和射频电路三个功能模块构成，包括：
取能模块，通过取能电路获取能量；
传感模块，通过传感器测量电抗器内部温度；
射频电路，包含天线，用于发送温度信号给信号收发装置。
3.根据权利要求1或2所述的内部测温装置，其特征在于，所述无源无线温度传感器，仅通过自身取能电路获取能量。
4.根据权利要求2所述的内部测温装置，其特征在于，所述无源无线温度传感器的取能模块的取能方式，包括：温差取能、无线电磁波取能、工频磁场取能。
5.根据权利要求1所述的内部测温装置，其特征在于，所述无源无线温度传感器，不含导磁材料。
6.根据权利要求1所述的内部测温装置，其特征在于，绝缘夹具具有卡扣，通过卡扣固定于空心电抗器风道中。
7.根据权利要求1所述的内部测温装置，其特征在于，无源无线温度传感器不同时与空心电抗器的两个线圈接触，或者不与空心电抗器的任何线圈接触。
8.根据权利要求1所述的内部测温装置，其特征在于，信号收发装置，至少由取能、运算和射频电路三个功能模块构成；
取能模块，通过取能电路获取能量；
运算模块，对传感器发送指令，对采集的数据进行处理和存储；
射频电路，包含天线，用于与传感器通信，及将信号发送到外部。
9.根据权利要求8所述的内部测温装置，其特征在于，所述信号收发装置的取能模块的取能方式，包括：电池、工频磁场取能。
10.根据权利要求9所述的内部测温装置，其特征在于，所述信号收发装置，还用于发送高频电磁波能量，为无源无线温度传感器提供工作用能量。
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| CN201922078547.4U CN212645917U (zh) | 2019-11-27 | 2019-11-27 | 一种空心电抗器的内部测温装置 |
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Cited By (1)
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| CN117804636A (zh) * | 2024-02-29 | 2024-04-02 | 辽宁芯峻电气有限公司 | 一种空心电抗器内部温度测量装置 |
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2019
- 2019-11-27 CN CN201922078547.4U patent/CN212645917U/zh active Active
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| CN117804636A (zh) * | 2024-02-29 | 2024-04-02 | 辽宁芯峻电气有限公司 | 一种空心电抗器内部温度测量装置 |
| CN117804636B (zh) * | 2024-02-29 | 2024-04-30 | 辽宁芯峻电气有限公司 | 一种空心电抗器内部温度测量装置 |
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